田间微集雨种植方式及播种行距对小麦产量和水分利用效率的影响

为高效利用天然降水资源, 提高自然降水水分利用效率, 在山西临汾采用随机区组设计方法研究了田间微集雨种植方式及其播种行距对小麦产量及水分利用效率的影响.结果表明: 集雨产流带覆盖面积与种植带面积比例为1:1.5和1:1的种植方式平均产量均较对照(露地种植)显著增产, 1:1.5、1:1和露地种植的播种行距分别以11.3 cm、15 cm和15 cm具有较好的增产效应; 1:1.5和1:1种植方式在拔节期的个体生物学性状株高、单株分蘖和单株绿叶数优于露地栽培; 1:1.5、1:1和露地栽培的水分利用效率分别为19.8 kg·mm-1·hm-2、17.4 kg·mm-1·hm-2、14.3 kg·mm-1·hm-2.该项研究同时明确了不同田间微集雨种植方式在各生育时段的土壤水分变化动态特征.     

氮磷肥配施促进半干旱区沟垄集雨种植谷子节水增产

沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能,该研究在沟垄集雨和平作2种种植模式下分别设置不施肥、低量（N 93 kg/hm2+ P2O548 kg/hm2）、中量（N 186 kg/hm2+ P2O596 kg/hm2）和高量（N 279 kg/hm2+ P2O5144 kg/hm2）共4个施肥量水平,对宁南旱区连续4 a（2012—2015年）施肥梯度处理下谷子产量及水肥利用效率进行了研究。结果表明,沟垄集雨种植较平作可有效降低土壤水分蒸发,谷子全生育期总耗水量减少了18.3~26.8 mm;同一施肥水平下,沟垄集雨种植在2012、2013年（丰水）呈减产趋势,在2014、2015年（平水）显著增产,较平作增加了穗粒数和收获指数,提高了谷子的水肥利用效率。在各降雨年份下,随施肥量的加大,沟垄集雨种植下谷子干物质积累量、产量和水分利用效率均呈增加趋势,当超过中肥后增幅不显著,肥料农学利用效率呈下降趋势,经济收益在中肥下达到最大。综合产量和经济效益分析,中肥是半干旱区谷子沟垄集雨种植模式的适宜施肥量,较平作种植在平水年型下可增产7.6%,水分利用效率和肥料农学利用效率分别提高了14.9%和9.9%。     

生物质炭对冬小麦产量、水分利用效率及根系形态的影响

为了探讨生物质炭对冬小麦产量、水分利用效率及根系形态的影响,该文利用田间小区试验研究了生物质炭不同施用水平对冬小麦产量、水分利用效率、根形态的影响及差异性。结果表明:生物质炭显著增加了冬小麦茎蘖数、有效穗数和产量(P0.05),与对照相比,其增加比例范围分别为1.6%~4.9%、0.7%~1.5%、1.0%~5.9%。冬小麦耗水量随着生物质炭施用量的增加而逐渐减小,水分利用效率由对照的17.06 kg/(hm2·mm)提高到17.69~19.57 kg/(hm2·mm)。生物质炭显著增加了冬小麦根系总根长和总表面积(P0.05),在0~20和≥20~40 cm范围内,总根长的增加比例范围分别为2.8%~14.6%、8.4%~21.2%;总表面积增加比例范围分别为5.6%~19.5%、1.9%~13.6%。冬小麦根系形态特征与冬小麦产量呈极显著正相关(P0.001)。各处理中以生物质炭施用量为40 t/hm2的处理对冬小麦产量、水分利用效率及根系生长的促进作用最为显著。该研究可为科学施用生物质炭提供参考。     

旱作农田沟垄微型集雨结合覆盖玉米种植试验研究

田间沟垄微型集雨结合覆盖技术有效地利用了膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,改变了降雨的时空分布,使降雨集中富集在种植沟中,显著地提高了降水的利用效率,特别是小雨的利用率。研究结果表明:土垄的平均集水效率为7% ,而垄上覆膜后集水效率为87% ,膜垄能产生径流的最小降雨量为0 8mm。田间沟垄微型集雨结合覆盖技术能提高土壤贮水量,增加玉米的产量。垄上覆膜结合沟覆盖处理玉米产量比平地增加2 339～5 2 97kg/hm2 (44 %～14 3% ) ,水分利用效率基本都在2kg/m3 以上。     

垄覆膜集雨对苜蓿草地土壤水分动态及利用效率的影响

我国西北黄土高原干旱半干旱区年降雨稀少和土壤水分周期性亏缺, 导致人工草地生产力低下、水分利用效率低。本试验在旱作条件下, 将垄覆膜集雨措施应用于紫花苜蓿种植, 研究了沟垄宽比和覆膜方式对2 年龄苜蓿草地土壤水分动态及水分利用效率的影响。结果表明: 垄覆膜集雨在集雨前期(4 月中旬至6 月上旬)显著提高0~20 cm 土层土壤含水量, 在集雨中后期(6 月中旬至9 月下旬)显著提高0~120 cm 土层平均含水量,越冬期增加土壤水分入渗能力, 提高20~120 cm 土层平均含水量; 且垄覆膜处理的集雨效率高于土垄处理。随着生育时期的延伸, 垄覆膜处理0~120 cm 土壤平均贮水量呈先降后升的趋势, 土垄处理0~120 cm 土壤平均贮水量呈由高到低的趋势; 在苜蓿生长后期垄覆膜处理的蓄墒能力显著高于土垄处理。垄覆膜处理的平均水分利用效率为34.91 kg·mm^-1·hm^-2, 为对照(平作, CK)的2.25 倍, 土垄处理的平均水分利用效率为28.47kg·mm^-1·hm^-2, 为CK 的1.83 倍, 垄覆膜相对土垄处理平均水分利用效率提高22.62%; 垄覆膜处理以沟垄宽比为60 cm∶60 cm 和60 cm∶75 cm 的水分利用效率最高。     

垄沟集雨对紫花苜蓿草地土壤水分、容重和孔隙度的影响

在旱作条件下, 将垄沟集雨措施应用于紫花苜蓿种植, 研究沟垄宽比和覆膜方式对2年龄紫花苜蓿草地土壤水分状况、土壤容重及孔隙度的影响。结果表明: 全越冬期, 膜垄和土垄处理0~120 cm土壤水分平均散失量分别低于CK(平作)28.43 mm和13.61 mm。膜垄处理整个集雨期的蓄墒增加率为59.03%~99.27%, 产流效率为53.43%~91.72%; 2009年集雨前期(4月上旬~6月上旬)土垄处理的蓄墒增加率、产流效率分别为1.92%~2.74%和1.71%~2.55%, 2009年集雨中后期(6月中旬~9月下旬)土垄处理的蓄墒增加率、产流效率较集雨前期显著升高, 分别为8.85%~36.77%和8.01%~35.82%; 膜垄和土垄处理的蓄墒增加率、产流效率均随垄面宽度增加而显著增加, 且膜垄的蓄墒增加率、产流效率显著高于土垄处理。垄沟集雨种植能够显著降低0~40 cm土壤层容重, 且0~20 cm土壤层容重降幅表现为膜垄大于土垄。垄沟集雨种植也能够显著增加0~40 cm土壤层孔隙度, 且0~20 cm土壤层孔隙度增幅表现为膜垄大于土垄。     

生物炭覆盖垄沟集雨种植对集雨垄径流、土壤水热和红豆草产量的影响

为探索半干旱黄土高原区垄沟集雨种植的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组大田试验,以传统平作为对照,研究不同集雨垄覆盖材料[土壤结皮(土垄)、玉米秸秆炭土壤结皮(玉米秸秆垄)和牛粪炭土壤结皮(牛粪炭垄)]和不同垄宽(30 cm、45 cm和60 cm,沟宽均为60cm)对径流系数、土壤水热、红豆草干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的平均径流系数分别为29.7%、26.2%和25.1%。垄沟集雨种植增加根系层土壤含水量和垄上表层土壤温度,缓和沟中表层土壤温度极值,尤其生物炭覆盖垄沟集雨种植。与传统平作相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的土壤含水量分别增加25.1mm、24.7mm和19.4mm,垄上表层土壤温度分别增加1.4℃、2.0℃和2.0℃。同一覆盖材料下,集雨垄径流系数、土壤贮水量和表层土壤温度均随垄宽增加而增加。与传统平作相比,土垄显著降低实际干草产量,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄显著增加实际干草产量,垄宽30cm、45cm和60 cm土垄的干草产量分别减少6.5%、12.1%和13.8%,玉米秸秆炭垄的干草产量分别增加19.7%、24.4%和22.5%,牛粪炭垄的干草产量分别增加8.0%、8.9%和6.8%。玉米秸秆炭和牛粪炭覆盖种植显著提高水分利用效率。与传统平作相比,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的水分利用效率分别提高6.8～9.7 kg·hm~(-2)·mm~(-1)和4.4～4.8kg·hm~(-2)·mm~(-1)。玉米秸秆炭垄的实际干草产量和水分利用效率显著高于牛粪炭垄;同一覆盖材料下,不同垄宽对实际干草产量和水分利用效率的影响不显著。线性回归分析表明,当玉米秸秆炭垄宽49 cm (沟宽为60cm)与牛粪炭垄宽为41 cm (沟宽为60 cm)时,红豆草的实际干草产量均达到最大值。因此,在半干旱地区,生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草具有较好的增产效益,尤其秸秆生物炭覆盖种植。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

不同微集水方式对玉米田耗水规律的影响

针对辽西地区水资源严重缺乏的突出问题,以传统种植模式为对照,研究了垄覆膜沟种植(T1)、垄覆膜沟覆膜种植(T2)和垄覆膜沟覆秸秆种植(T3)3种一元或二元覆盖微集水模式的效果。本试验条件下T2的保水效果最好,其次为T3,再次为T1,玉米生育期内分别比对照少耗水49.87,43.06,29.39 mm。同时,微集水模式可以降低作物的需水量,T2、T3和T1分别较对照生育期内需水量减少81.66,69.20,48.45 mm,生育期平均作物系数分别较传统模式降低0.12,0.16,0.09。集水种植各种栽培模式与传统种植相比都不同程度地增加玉米产量和水分利用效率,尤以T3和T2提高幅度最大。     

宁南旱区沟垄覆盖改善土壤水热状况提高马铃薯产量

垄覆塑料地膜沟内覆盖集雨种植模式可影响土壤水热状况,促进作物生长,提高作物的产量和水分利用效率。为探讨旱作条件下沟垄二元覆盖的土壤水热效应对马铃薯产量的影响效果,于2015年在宁南旱区设置垄覆地膜沟内覆盖不同材料(普通塑料地膜、玉米秸秆、生物降解膜、麻纤维地膜及液态地膜),以垄覆地膜沟不覆盖为对照,研究沟垄二元覆盖模式对土壤水分、耕层土壤温度、马铃薯生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆地膜处理在马铃薯前期、中期土壤蓄水量较对照显著增加(P0.05),垄覆地膜沟覆秸秆处理在马铃薯生育后期土壤蓄水量最高(P0.05)。垄覆地膜沟覆地膜处理增温效果明显,马铃薯全生育期0~25 cm土壤温度较对照显著增加(P0.05),而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低(P0.05)。在马铃薯整个生育期,垄覆地膜沟覆秸秆处理植株株高和茎粗均明显高于对照处理(P0.05),在马铃薯生育后期垄覆地膜沟覆秸秆处理的地上部生物量显著高于对照处理(P0.05)。沟垄二元覆盖模式下马铃薯增产效果以垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著,较对照增产56.1%(P0.05),且水分利用效率最高(81.1kg/(hm2·mm))。总之,垄覆地膜沟覆秸秆处理对改善土壤水热状况,提高马铃薯水分利用效率和产量的效果显著,建议在宁南旱区进行推广应用。     

缺水·节水·管水思考

通过对全球及我国水资源短缺现状的分析,针对性地提出按流域成立有权威的、统一的水资源分配和管理机构是解决水资源矛盾的有效措施;高效节水是解决水资源矛盾的主要手段;依靠科技进步,实行开源与节流并举的对策与建议.     

Phytoremediation of Nitrogen-Polluted Water Using Water Hyacinth

ABSTRACT

Aquatic plants can be used for treating eutrophicated water in a simple and cost-effective manner, but many such plant systems remain to be characterized. The effects of growing Eichhornia crassipes on removal of nitrogen (N) from the eutrophicated water were investigated in a large-scale enclosure system installed in hyper-eutrophicated water in Hua-jia-chi pond, Hangzhou city, China. Total N concentration in the enclosures decreased from 2.1 to 0.50 mg L^{? 1} after growing Eichhornia crassipes for 44 d. Ammonium concentration decreased at least 2-fold after plant growth. Nitrite concentration decreased to below detection limit after growing Eichhornia crassipes for only 14 d and was maintained at that level afterwards. Chlorophyll a concentration (an indicator of water eutrophication) decreased to 10 μ g L^{? 1} after 44 d. The water transparency increased significantly, reaching the depth of 1.8 m (i.e., to the bottom of the pond) after 44 d. Eichhornia crassipes removed 21.7 kg nitrogen from 6,000 t of hyper-eutrophicated water in the enclosures, thus quickly and effectively improving the water quality. Growing Eichhornia crassipes is the first step toward re-establishing natural ecosystem functions in eutrophicated water bodies.     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

南水北调水源区略阳片水质安全问题与对策

略阳县系南水北调中线工程重要的水源保护区,全县汉江流域水土流失面积449 km2,水土流失影响了水源区的水质安全。略阳县水源保护工作存在的主要问题是:水土流失严重,加大了水源区水质保护的难度;面源污染对水源区水质影响严重;水源保护与县域经济发展的矛盾日趋突出;生活污染对水源区水质影响不容忽视。针对存在的问题,提出了提高山区县生态环境治理投入标准、对退耕还林和移民搬迁给予补偿、对地方财政和工矿企业予以补偿、对水源补偿机制予以立法规范等对策。     

桐城市农饮工程水质安全问题及对策

桐城市农饮工程的建设确实解决了该市部分地区的季节性缺水引起的饮水困难，但在对该市部分农饮工程的水质监测过程中发现有些水源存在一定的水质安全隐患，一些水质指标微量超标，但该类水源经简单水处理后可满足饮用，对此进行统计后提出一些具体对策。     

沉水植物对再生水景观水体水质变化的影响和净化效果

为揭示沉水植物对以再生水作为水源的景观水体富营养化变化趋势的影响和对水体水质的维持和改善作用,对西安市一个再生水景观水体开展了不同区域和不同季节的水质监测试验,并采用室外玻璃缸装置研究伊乐藻和轮叶黑藻对再生水中氮、磷等营养盐的去除效果。结果表明:有沉水植物生长的区域氨氮、总氮浓度明显低于主湖区,且水质能够维持在低富营养化状态。伊乐藻和轮叶黑藻对再生水水质具有良好的改善作用,且伊乐藻优于轮叶黑藻。伊乐藻对再生水中CODCr、氮、磷的去除率分别为38.55%～57.54%,43.13%～51.81%和61.76%～77.45%,可使水体中叶绿素a含量维持在20μg/L左右,对藻类具有较好的抑制作用,可作为西北地区再生水景观水体水质修复的先锋植物。     

魔芋超强吸水剂的保水性及水分活度研究

对魔芋超强吸水剂(KSAP)粒径,溶液的pH值以及不同种类化肥溶液对KSAP吸液能力的影响进行了分析研究;测试了不同吸液率凝胶水分活度,并与植物根系水分活度进行了比较;且对KSAP的农林保水应用进行了尝试。结果表明,KSAP在pH值为6~8,KSAP粒径>1 mm时,吸液性能最好;不同种类的化肥溶液对保水剂吸液倍率的影响按:(NH4)2SO4>KH2PO4>Na2SO4>KNO3>KCl>(NH2)2CO>去离子水的顺序递增;吸液率大于100倍时KSAP的水分活度高于植物根部水分活度,可充分提供植物生长所需水分且可有效减缓水分的自然流失和蒸发。     

海冰水灌溉对棉田水分及棉花产量的影响

采用海冰水（全盐含量为3‰）灌溉与井水灌溉对比,结合3种施肥措施：无机肥（传统施肥）、有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施和不施肥处理,研究不同施肥条件下海冰水灌溉对土壤水分、棉花产量及水分利用效率的影响。结果表明：1）棉花整个生育期海冰水灌溉处理1m土层的土壤含水率均高于井水灌溉的处理,尤其在灌溉后0—40cm土层的土壤含水率差异显著,约为12个百分点。2）海冰水灌溉条件下,有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施较传统无机肥处理均可显著提高盐碱地棉花籽棉产量,分别增产约10％、27％,井水灌溉处理也有相同的趋势,分别增产约12％、22％。3）无论井水或海冰水灌溉,有机肥与无机肥配施或土壤调理剂与无机肥配施均可显著提高棉花的水分利用效率,海冰水灌溉小区的棉花水分利用效率,两种施肥处理均高于传统无机肥处理,约为8％、30％。两种灌溉水源对棉花产量和水分利用效率均无显著影响。     

关中地区农村典型涝池水体污染物特征及其水质现状调查与分析

[目的]探究影响涝池水体水环境质量的主要原因,以期能为涝池水体水环境保护和水质状况改善提供科学依据。[方法]从涝池的功能、容量、面积和结构等方面出发,选取陕西省杨凌农业高新技术产业示范区8个具有典型代表性的涝池,对涝池水体pH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮进行测定,同时对水质样本点各污染物指标进行参数检验,并应用单因子指数等方法对其综合评定。[结果]①点源污染型涝池在不同采样点位置水体污染物浓度差异显著(p0.05),各涝池总氮、总磷平均浓度范围分别为:4.70～78.13 mg/L,0.03～4.27 mg/L;氨氮平均浓度范围为0.36～39.18 mg/L;化学需氧量平均浓度范围为33.0～1 067.40 mg/L;溶解氧平均浓度范围为1.5～7.3 mg/L;pH值大小平均值范围为7.85～8.64;②大部分涝池水体污染严重,水质均为劣Ⅴ类,污染物主要以氮类污染物指标为主;③调查区涝池水质污染程度排序为:点源污染+有措施面源污染+无措施点源污染+无措施。[结论]布设污水处理设施及池底防渗措施对于改善涝池水环境状态较为重要。此外辅以内源水体的相关修复及管护工作,效果将会更好。